3 化工厂设计和操作安全
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(1)把最危险的区域与人员最常在的区域隔离开； (2)在关键部位安放灭火器材。 不管预防措施如何完善，但仍时有人身伤害事故发生。 第三道防护线（补救措施、救死扶伤）是提供有效的急救 和医疗设施，使受到伤害的人员得到迅速救治。最后一道 防护线的意义是迅速救治未能防止住的伤害。 考虑完成上述防护线的工具和方法，其中一些自然界可 以提供，一些则只能由人给出。
2012-12-5
第三章 化工厂设计和操作安全
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四、工厂布局的安全问题 工厂布局也是一种工厂内部组件之间相对位置的定位问题， 其基本任务是结合厂区的内外条件确定生产过程中各种机器设 备的空间位置，获得最合理的物料和人员的流动路线。为保障 安全，在总平面布置中应遵循以下原则：
1．从全面出发合理布局，正确处理生产与安全、局部与 整体、重点和一般、近期与远期的关系，把生产、安全、卫生、 适用、技术、先进、经济合理和尽可能的美观等因素作出统筹 安排。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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过程单元应该集中分布且不宜太拥挤，因为不同过程单元 间可能会有交互危险性。特别是对于各单元不是一体化过程的 情形，完全有可能一个单元满负荷运转，而邻近的另一个单元 正在停车大修，从而使潜在危险增加。危险区的火源、大型作 业、机器的移动、人员的密集等都是应该特别注意的事项。
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 6/111
超出自然方法之外，人工智能也可以提供一些强化安全 的要素，隔开距离就是这样的一种要素。隔开距离实现不同 危险之间以及危险和人之间的隔离。比如，燃烧炉和向大气 排放的释放阀之间以及高压容器和操作室之间，都要隔开一 段距离。类似的方法是用物理屏障隔离。一个典型的例子是
循以下基本原则：
1)有原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条件； 2)有贮运、公用工程和生活设施等方面良好的协作环境； 3)靠近水量充足、水质优良的水源； （05年11月13日吉林石化公司双苯厂爆炸事故引起松花江
水环境污染，100吨左右的苯 ）
4)有便利的交通条件； 5)有良好的工程地质和水文气象条件。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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三、工厂选址的安全问题
工厂选址仍然是一种工厂相对于其环境的定位问题。化工 厂对其所在的社区可能会有多种危险，如 从工厂飘逸出的有毒或有害气体会进入居民区或其他人口 稠密的地区；
易燃气体会飘过如其他工厂的煅烧炉之类的火源；
冷却塔的烟雾会飘过交通繁忙的高速公路或道路等等。 隔开距离，把厂址选择在一个孤立地区可以解决上述问题。 如果客观条件不允许实现以上举措，可以依据主导风，把工厂 置于社区的下风区域。虽然风并不总是沿着主导的方向吹，但 这至少可以部分改善上述危险产生的困扰。
在化学工业中，过程单元间的间距仍然是安全评价的重要 内容。对于过程单元本身的安全评价，比较重要的因素有：① 操作温度（10℃、1000℃）；②操作压力（100Pa、100MPa）； ③单元中物料的类型（H2 ＞CH4（爆炸极限5－15％）＞ NH3）；④单 元中物料的量 （H2 （4.1－75％）） ； ⑤单元中设备的类型；⑥单 元的相对投资额；⑦救火或其他紧急操作需要的空间。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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2．罐区
贮存容器，比如贮罐，是需要特别重视的装置。每个这样 的容器都是巨大的能量或毒性物质的贮存器。在人员、操作
装卸区；公用设施区（宿舍、医院）；辅助生产区（配电室、
化验室）；管理区（办公楼）。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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1．工艺装置区 加工单元可能是工厂中最危险的区域。首先应该汇集这个 区域的一级危险，找出毒性成易燃物质、高温、高压、火源等， 机械设备多，易发故障；有利之处是通常过程单元人员较少。 加工单元应该离开工厂边界一定的距离，应该是集中而不 是分散的分布。后者有助于加工单元作为危险区的识别，杜绝 或减少无关车辆的通过。要注意厂区内主要的火源和主要的人 口密集区，由于易燃或毒性物质释放的可能性，加工单元应该 置于上述两者的下风区。过程区和主要罐区有交互危险性，两 者最好保持相当的距离。
经验：集中的危险会受到更密切的关注，有可能会减少事 故，把危险分散至全厂而不为人所注意会更具危险。
作为安全工具，可以设计和配置一些物理设施，如救火水 系统、安全喷射器、急救站等，以备对付危险之用。
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 8/111
二、工厂的定位问题
考虑工厂定位，我们面对的是一个计划中的工厂和一个现 实的环境解决的问题是把工厂建于何处。化工厂定位，一般遵
的危险。（学校、工厂）
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 13/111
毗邻的工厂可能会释放出毒性或易燃气体飘入工厂，引起 人员中毒或由于火花或加热面而起火。在这种情况下，如果可 能，最好是把工厂建于上风区，或是隔开一定的距离。 充足的水源会增强灭火能力。最好是工厂附近有河流或湖 泊可用作水源，使得救火水不必从地下泵取。还要考虑地方城 市供水系统用作救火水源的可能性。（灭火、不是排污、GDP） 地形也是一个要考虑的因素。参加工厂设计的每个人都会 同意，厂区应该是一片平地。厂区内不应该有洼地，否则可能 会形成毒性或易燃蒸气或液体的积聚。相对于周围地区，厂区 最好地势较高而不应是低洼地。
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 2/111
一、危险和防护的一般考虑 在工厂的定位、选址和布局中，会有各式各样的危险。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
为便于讨论，可以把它们划分为潜在的和直接的两种类型。
前者称为一级危险，后者称为二级危险。对于一级危险，在 正常条件下不会造成人身或财产的损害，只有触发事故时才
会引起损伤、火灾或爆炸。典型的一级危险有：①有易燃物
第三章 化工厂设计和操作安全
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 工厂的定位、选址和布局 化工工艺设计 化工单元区域规划 化工装置维护 公用工程设施安全
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第三章 化工厂设计和操作安全
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工厂所在的地区，工厂和环境以及工厂内部组件之间的相 对位置，对化工厂的安全是至关重要的问题。正确选择厂址是 保障化工生产安全的重要前提。化工厂的建设应根据城市规划 和工业区规划的要求，按经批准的设计计划任务书指定的地理 位置选择厂址。选择厂址应综合分析与权衡厂址的地形条件以 及有关的自然和经济资料，进行多方案的技术经济、安全可行 性的比较。合理选择，做到安全可靠。 厂址的安全可靠主要涉及工程地质条件的优劣，厂区范围 能否适应总平面布置和安全距离的要求；自然灾害的威胁程度 及抗御的可能性；能否避免出于邻近企业发外事故时而引起次 生灾害；能否便于治理“三废”以及同外部的联系与协作等因 素。
用围堰限制液体的溢流，如围绕贮罐的围堰就是起这种作用。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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两种经常结合应用的方法是危险的集中和危险的标识。 考 虑压力贮存容器的定位，最好是把这类装置隔离在工厂的一个 特定区域内，使得危险集中易于确定危险区的界限。
好处：
首先是使值班人以外的人员都远离危险区； 其次是必须工作在或必须通过危险区的人员完全熟悉存在 的危险情况，可以相对安全。 坏处：一个容器起火或爆炸有可能波及相邻的容器，造成 更大的损失。
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 9/111
工厂应避免定位在下列地区： (1)发震断层地区和基本烈度9度以上的地震区； (2)厚度较大的Ⅲ级自重湿陷性黄土地区； (3)易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山区；
(4)有开采价值的矿藏地区；
(5)对机场、电台等使用有影响的地区； (6)国家规定的历史文物、生物保护和风景区；（西安） (7)城镇等人口密集的地区。
2．总平面布置应符合防火、防爆的基本要求，体现以防 为主、以消为辅的方针，并有疏散和灭火的设施。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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3．应满足安全、防火、卫生等设计规范、规定和标准的 要求，合理布置间距、朝向及方位。
4．合理布置交通运输和管网线路及进行绿化布置和环境
保护。 5．合理考虑发展和改建、扩建的要求。（学校卖地） 化工厂布局普遍采用留有一定间距的区块化的方法。工 厂厂区一般可划分为以下六个区块：工艺装置区；罐区；运输
(1)根据主导风的风向，把火源置于易燃物质可能释放 点的上风侧；
(2)为人员、物料和车辆的流动提供充分的通道。
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 4/111
尽管做出以上努力，但仍时有二级危险例如火灾发生。 对于二级危险，为了把生命和财产的损失降至最小程度， 需要实施第二道防护线（限制蔓延、减小损失），在工厂 的选址和规划方面采取一些步骤，如：
质存在；②有热源存在；③有火源存在；④有富氧存在；⑤ 有压缩物质存在；⑥有毒性物质存在；⑦人员失误的可能性； ⑧机械故障的可能性；⑨人员、物料和车辆在厂区的流动； ⑩由于蒸气云降低能见度等。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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一级危险失去控制就会发展成为二级危险，造成对人 身或财产的直接损害。二级危险为：①火灾；②爆炸；⑤ 游离毒性物质的释放；④跌伤；⑤倒塌；⑥碰撞。 对于所有上述两级危险，可以设置三道防护线。 第一道防护线是为了解决一级危险，并防止二级危险 的发生（消除隐患）。第一道防护线的成功主要取决于所 使用设备的精细制造工艺，如无破损、无泄漏等。在工厂 的布局和规划中也有有助于构筑第一道防护线的内容，如：
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 5/111
让我们先讨论自然的方法。
地形是规划安全时可以利用的一个因素。正如液体向下流 一样，从运行工厂释放出的许多易燃或毒性气体也是如此。可 以适当利用这个地理特征作为安全工具为我们服务排除这些危 险气体。 巨大水量的水源灭火时极为重要，水供应得充足与否往往 决定着灭火的成败。 主导风方向是另一个重要的自然因素。从地方气象资料可 以确定刮各个方向风的时间的百分率，通过选址和布局使得主 导风有助于防止易燃物飘向火源，防止蒸气云或毒性气体飘过 入口稠密区或穿越道路。很显然，风并不总是沿着主导的方向 吹，但是选址和布局所做的是多重选择中最佳的一种。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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工厂定位时除了谨遵以上禁忌外，考虑得更多 的是经济问题。固然，高风速、地震、雨雪量、雷
电频发率等不安全因素，在工厂定位时会给予适度
考虑，但这些往往会掩没在经济考虑之中。比如，
世界上多数大型石油化工企业都建立在原料产地附
近，就是出于原料流通经济上的考虑。 （中原、 1958年6月胜利、大庆、大港、辽河； 07年5月7日渤海湾 冀东 南堡油田、储量10.2亿 ）
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 12/111
工厂高构筑物可能的坍塌是对社区的另一种潜在的危险。
在许多城市，建筑法规要求，高建筑物或构筑物都要留有一 定的间距，防止落体砸伤行人、汽车司乘人员或砸坏邻近的
设施。
工厂会产生需要排除的废液。应该确保预期的排污方法 不会污染社区的饮用水。特别是对于渔业，对海洋生物的毒 性作用会成为严重问题。可能含有爆炸混合物的日常排污管 道务必不可穿越公共的或私人的地界。 对工厂的主要进出口点要格外小心。上下班时进出厂的 交通车量剧增，如果不适当安排或疏散，会引起严重的交通 事故。如果工厂邻近高速公路，会有车辆离开公路冲入工厂
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第三章 化工厂设计和操作安全
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社区对工厂及其工作人员可能会构成某些确定的危险， 即使没有危险，也可能不具有强化工厂安全所必要的设施。 从这个意义上讲，工厂选址在一个孤立地区有利于工厂安全。 工厂救火时往往需要社区的协助，社区协助的有效与否，有 时对救火的成败起着决定作用。还有，在急救和医疗设施方 面，社区也能提供协助。综上可以看出，在工厂选址中很难 找到保证最大安全的恰当的地址。需要全面审核提出的带有 管线、公路、铁路和电力线路敷设权的各种选址方案，综合 评定其对工厂存在的或潜在的危险，择优确定较佳的方案。
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四、工厂布局的安全问题 工厂布局也是一种工厂内部组件之间相对位置的定位问题， 其基本任务是结合厂区的内外条件确定生产过程中各种机器设 备的空间位置，获得最合理的物料和人员的流动路线。为保障 安全，在总平面布置中应遵循以下原则：
1．从全面出发合理布局，正确处理生产与安全、局部与 整体、重点和一般、近期与远期的关系，把生产、安全、卫生、 适用、技术、先进、经济合理和尽可能的美观等因素作出统筹 安排。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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过程单元应该集中分布且不宜太拥挤，因为不同过程单元 间可能会有交互危险性。特别是对于各单元不是一体化过程的 情形，完全有可能一个单元满负荷运转，而邻近的另一个单元 正在停车大修，从而使潜在危险增加。危险区的火源、大型作 业、机器的移动、人员的密集等都是应该特别注意的事项。
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 6/111
超出自然方法之外，人工智能也可以提供一些强化安全 的要素，隔开距离就是这样的一种要素。隔开距离实现不同 危险之间以及危险和人之间的隔离。比如，燃烧炉和向大气 排放的释放阀之间以及高压容器和操作室之间，都要隔开一 段距离。类似的方法是用物理屏障隔离。一个典型的例子是
循以下基本原则：
1)有原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条件； 2)有贮运、公用工程和生活设施等方面良好的协作环境； 3)靠近水量充足、水质优良的水源； （05年11月13日吉林石化公司双苯厂爆炸事故引起松花江
水环境污染，100吨左右的苯 ）
4)有便利的交通条件； 5)有良好的工程地质和水文气象条件。
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三、工厂选址的安全问题
工厂选址仍然是一种工厂相对于其环境的定位问题。化工 厂对其所在的社区可能会有多种危险，如 从工厂飘逸出的有毒或有害气体会进入居民区或其他人口 稠密的地区；
易燃气体会飘过如其他工厂的煅烧炉之类的火源；
冷却塔的烟雾会飘过交通繁忙的高速公路或道路等等。 隔开距离，把厂址选择在一个孤立地区可以解决上述问题。 如果客观条件不允许实现以上举措，可以依据主导风，把工厂 置于社区的下风区域。虽然风并不总是沿着主导的方向吹，但 这至少可以部分改善上述危险产生的困扰。
在化学工业中，过程单元间的间距仍然是安全评价的重要 内容。对于过程单元本身的安全评价，比较重要的因素有：① 操作温度（10℃、1000℃）；②操作压力（100Pa、100MPa）； ③单元中物料的类型（H2 ＞CH4（爆炸极限5－15％）＞ NH3）；④单 元中物料的量 （H2 （4.1－75％）） ； ⑤单元中设备的类型；⑥单 元的相对投资额；⑦救火或其他紧急操作需要的空间。
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2．罐区
贮存容器，比如贮罐，是需要特别重视的装置。每个这样 的容器都是巨大的能量或毒性物质的贮存器。在人员、操作
装卸区；公用设施区（宿舍、医院）；辅助生产区（配电室、
化验室）；管理区（办公楼）。
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第三章 化工厂设计和操作安全
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1．工艺装置区 加工单元可能是工厂中最危险的区域。首先应该汇集这个 区域的一级危险，找出毒性成易燃物质、高温、高压、火源等， 机械设备多，易发故障；有利之处是通常过程单元人员较少。 加工单元应该离开工厂边界一定的距离，应该是集中而不 是分散的分布。后者有助于加工单元作为危险区的识别，杜绝 或减少无关车辆的通过。要注意厂区内主要的火源和主要的人 口密集区，由于易燃或毒性物质释放的可能性，加工单元应该 置于上述两者的下风区。过程区和主要罐区有交互危险性，两 者最好保持相当的距离。
经验：集中的危险会受到更密切的关注，有可能会减少事 故，把危险分散至全厂而不为人所注意会更具危险。
作为安全工具，可以设计和配置一些物理设施，如救火水 系统、安全喷射器、急救站等，以备对付危险之用。
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二、工厂的定位问题
考虑工厂定位，我们面对的是一个计划中的工厂和一个现 实的环境解决的问题是把工厂建于何处。化工厂定位，一般遵
的危险。（学校、工厂）
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 13/111
毗邻的工厂可能会释放出毒性或易燃气体飘入工厂，引起 人员中毒或由于火花或加热面而起火。在这种情况下，如果可 能，最好是把工厂建于上风区，或是隔开一定的距离。 充足的水源会增强灭火能力。最好是工厂附近有河流或湖 泊可用作水源，使得救火水不必从地下泵取。还要考虑地方城 市供水系统用作救火水源的可能性。（灭火、不是排污、GDP） 地形也是一个要考虑的因素。参加工厂设计的每个人都会 同意，厂区应该是一片平地。厂区内不应该有洼地，否则可能 会形成毒性或易燃蒸气或液体的积聚。相对于周围地区，厂区 最好地势较高而不应是低洼地。
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 2/111
一、危险和防护的一般考虑 在工厂的定位、选址和布局中，会有各式各样的危险。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
为便于讨论，可以把它们划分为潜在的和直接的两种类型。
前者称为一级危险，后者称为二级危险。对于一级危险，在 正常条件下不会造成人身或财产的损害，只有触发事故时才
会引起损伤、火灾或爆炸。典型的一级危险有：①有易燃物
第三章 化工厂设计和操作安全
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 工厂的定位、选址和布局 化工工艺设计 化工单元区域规划 化工装置维护 公用工程设施安全
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第三章 化工厂设计和操作安全
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工厂所在的地区，工厂和环境以及工厂内部组件之间的相 对位置，对化工厂的安全是至关重要的问题。正确选择厂址是 保障化工生产安全的重要前提。化工厂的建设应根据城市规划 和工业区规划的要求，按经批准的设计计划任务书指定的地理 位置选择厂址。选择厂址应综合分析与权衡厂址的地形条件以 及有关的自然和经济资料，进行多方案的技术经济、安全可行 性的比较。合理选择，做到安全可靠。 厂址的安全可靠主要涉及工程地质条件的优劣，厂区范围 能否适应总平面布置和安全距离的要求；自然灾害的威胁程度 及抗御的可能性；能否避免出于邻近企业发外事故时而引起次 生灾害；能否便于治理“三废”以及同外部的联系与协作等因 素。
用围堰限制液体的溢流，如围绕贮罐的围堰就是起这种作用。
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两种经常结合应用的方法是危险的集中和危险的标识。 考 虑压力贮存容器的定位，最好是把这类装置隔离在工厂的一个 特定区域内，使得危险集中易于确定危险区的界限。
好处：
首先是使值班人以外的人员都远离危险区； 其次是必须工作在或必须通过危险区的人员完全熟悉存在 的危险情况，可以相对安全。 坏处：一个容器起火或爆炸有可能波及相邻的容器，造成 更大的损失。
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 9/111
工厂应避免定位在下列地区： (1)发震断层地区和基本烈度9度以上的地震区； (2)厚度较大的Ⅲ级自重湿陷性黄土地区； (3)易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山区；
(4)有开采价值的矿藏地区；
(5)对机场、电台等使用有影响的地区； (6)国家规定的历史文物、生物保护和风景区；（西安） (7)城镇等人口密集的地区。
2．总平面布置应符合防火、防爆的基本要求，体现以防 为主、以消为辅的方针，并有疏散和灭火的设施。
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3．应满足安全、防火、卫生等设计规范、规定和标准的 要求，合理布置间距、朝向及方位。
4．合理布置交通运输和管网线路及进行绿化布置和环境
保护。 5．合理考虑发展和改建、扩建的要求。（学校卖地） 化工厂布局普遍采用留有一定间距的区块化的方法。工 厂厂区一般可划分为以下六个区块：工艺装置区；罐区；运输
(1)根据主导风的风向，把火源置于易燃物质可能释放 点的上风侧；
(2)为人员、物料和车辆的流动提供充分的通道。
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尽管做出以上努力，但仍时有二级危险例如火灾发生。 对于二级危险，为了把生命和财产的损失降至最小程度， 需要实施第二道防护线（限制蔓延、减小损失），在工厂 的选址和规划方面采取一些步骤，如：
质存在；②有热源存在；③有火源存在；④有富氧存在；⑤ 有压缩物质存在；⑥有毒性物质存在；⑦人员失误的可能性； ⑧机械故障的可能性；⑨人员、物料和车辆在厂区的流动； ⑩由于蒸气云降低能见度等。
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一级危险失去控制就会发展成为二级危险，造成对人 身或财产的直接损害。二级危险为：①火灾；②爆炸；⑤ 游离毒性物质的释放；④跌伤；⑤倒塌；⑥碰撞。 对于所有上述两级危险，可以设置三道防护线。 第一道防护线是为了解决一级危险，并防止二级危险 的发生（消除隐患）。第一道防护线的成功主要取决于所 使用设备的精细制造工艺，如无破损、无泄漏等。在工厂 的布局和规划中也有有助于构筑第一道防护线的内容，如：
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让我们先讨论自然的方法。
地形是规划安全时可以利用的一个因素。正如液体向下流 一样，从运行工厂释放出的许多易燃或毒性气体也是如此。可 以适当利用这个地理特征作为安全工具为我们服务排除这些危 险气体。 巨大水量的水源灭火时极为重要，水供应得充足与否往往 决定着灭火的成败。 主导风方向是另一个重要的自然因素。从地方气象资料可 以确定刮各个方向风的时间的百分率，通过选址和布局使得主 导风有助于防止易燃物飘向火源，防止蒸气云或毒性气体飘过 入口稠密区或穿越道路。很显然，风并不总是沿着主导的方向 吹，但是选址和布局所做的是多重选择中最佳的一种。
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工厂定位时除了谨遵以上禁忌外，考虑得更多 的是经济问题。固然，高风速、地震、雨雪量、雷
电频发率等不安全因素，在工厂定位时会给予适度
考虑，但这些往往会掩没在经济考虑之中。比如，
世界上多数大型石油化工企业都建立在原料产地附
近，就是出于原料流通经济上的考虑。 （中原、 1958年6月胜利、大庆、大港、辽河； 07年5月7日渤海湾 冀东 南堡油田、储量10.2亿 ）
2012-12-5 第三章 化工厂设计和操作安全 12/111
工厂高构筑物可能的坍塌是对社区的另一种潜在的危险。
在许多城市，建筑法规要求，高建筑物或构筑物都要留有一 定的间距，防止落体砸伤行人、汽车司乘人员或砸坏邻近的
设施。
工厂会产生需要排除的废液。应该确保预期的排污方法 不会污染社区的饮用水。特别是对于渔业，对海洋生物的毒 性作用会成为严重问题。可能含有爆炸混合物的日常排污管 道务必不可穿越公共的或私人的地界。 对工厂的主要进出口点要格外小心。上下班时进出厂的 交通车量剧增，如果不适当安排或疏散，会引起严重的交通 事故。如果工厂邻近高速公路，会有车辆离开公路冲入工厂
2012-12-5
第三章 化工厂设计和操作安全
14/111
社区对工厂及其工作人员可能会构成某些确定的危险， 即使没有危险，也可能不具有强化工厂安全所必要的设施。 从这个意义上讲，工厂选址在一个孤立地区有利于工厂安全。 工厂救火时往往需要社区的协助，社区协助的有效与否，有 时对救火的成败起着决定作用。还有，在急救和医疗设施方 面，社区也能提供协助。综上可以看出，在工厂选址中很难 找到保证最大安全的恰当的地址。需要全面审核提出的带有 管线、公路、铁路和电力线路敷设权的各种选址方案，综合 评定其对工厂存在的或潜在的危险，择优确定较佳的方案。